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量子传感器可应用于大脑扫描
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大脑中的电流产生磁场,传感器可以通过分析磁场对大脑活动进行非侵入性扫描。如今,量子传感器可以使可穿戴头盔以前所未有的性能和成本进行脑磁图(MEG)扫描。

目前的脑磁图扫描采用超导量子干涉器件(SQUID)。这需要使用昂贵的液氦来实现零下269℃冷却效果,所以扫描仪非常大。光泵磁力仪的设备包括一个激光器,激光器发出的光束通过一个聚合物射向光探测器。光束可以使聚合物的磁场排列整齐,使聚合物基本透明。小磁场(如大脑活动的磁场)会干扰这些原子,光探测器可以检测到它能吸收光,然后激光器重置原子团,以继续响应磁干扰。

这些量子传感器可在室温下运行,因此其尺寸远小于笨重的超导量子干涉器件。这意味着我们可以把这些传感器放在更靠近人脑的地方,使信号强度至少增加2倍(理论上是5倍),磁成像精度达到毫米,大脑表面的分辨率达到毫秒。这种传感器小巧轻便,可安装在可穿戴头盔中。扫描者在扫描过程中可以自由移动,而不是像现在这样长时间保持静止。此外,该传感器还可以适应不同的头部形状和大小,因此不仅可以扫描成人大脑,还可以扫描儿童和婴儿的大脑。OPM技术成本仅为SQUID一半的系统成本。扫描仪有助于检测癫痫、脑震荡、痴呆、神经分裂症等神经障碍,有助于揭示许多严重和衰竭的疾病。未来的研究目标是让这些传感器接近其理论灵敏度极限,允许更自由地移动,并增加虚拟现实和机器学习技术,以促进扫描仪在实验和分析中的应用。

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